PROSES EKSEKUSI PROGRAM

Berikut cara CPU mengeksekusi program (3 siklus fetch dan 3 tiga eksekusi) :

 

• Langkah pertama, Program counter (PC) berisi 300 [alamat instruksi pertama]. Kemudian alamat ini dimuatkan ke dalam instruction register (IR). Sedangkan memori address register AR) dan memory buffer register (MBR) diabaikan dulu.

 

• Langkah kedua, 4 bit pertama di dalam IR (ingat, format instruksi 16 bit) mengindikasikan bahwa akumulator (AC) akan dimuatkan. 12 bit sisanya menentukan alamat dlm memori, yaitu 940.

 

•  Langkah ketiga, PC dinaikkan nilainya, dan instruksi berikutnya akan diambil.

 

•  Langkah keempat, Isi AC yang lama dan isi lokasi 941 ditambahkan, dan hasilnya disimpan di dalam AC.

 

•  Langkah kelima, PC dinaikkan nilainya, instruksi berikutnya akan diambil.

 

• Langkah 6, Isi AC akan disimpan pada lokasi 941.

 
Perhatikan gambar berikut (penjelasan)
 
 
 

 
 

 

Bagian-bagian yang ada dalam gambar tersebut adalah :

• Program Counter (PC), adalah prosessor yang didalmnya terdapat alamat instruksi yang sedang dieksekusi pada waktu itu. Program counter juga menyimpan register yang menunjuk ke instruksi berikutnya yang harus diambil dan dijalankan.

• Instruction Register (IR), merupakan tempat untuk menampung instruksi yang akan dieksekusi.

• Accumulator (AC), merupakan register penyimpanan sementara operand dan hasil operasi ALU. Namun, memiliki fungsinya yang lebih spesifik adalah:
  • tempat penyimpanan sementara hasil suatu operasi aritmatika atau logika.
  • tempat memasukkan nomor layanan interupsi, untuk keperluan pemesanan sebuah layanan interupsi.
  • tempat menyimpan bilangan yang dikalikan dan setengah bagian terkecil dari suatu perkalian.
  • tempat menyimpan setengah bagian terkecil sebuah bilangan yang akan dibagi dan hasil bagi suatu pembagian.

Untuk memudahkan pemahaman alur proses di atas, berikut Op Code register CPU internal :

• 0001 = muatan AC dari memori
• 0010 = simpan AC ke memori
• 0101 = tambahkan AC dari memori

Sumber :

http://margono.staff.uns.ac.id/2008/10/22/siklus-fetch-dan-eksekusi/

http://dicahideto.wordpress.com/2010/12/09/register-processor/

CISC vs RISC

COMPLEX INSTRUCTION SET SET COMPUTING

 

 

 

 

 

Adalah sebuah arsitektur dari set instruksi komputer dimana setiap instruksi akan menjalankan beberapa operasi tingkat rendah, seperti pengambilan dari memori, operasi aritmetika dan penyimpanan ke dalam memory, semuanya sekaligus hanya di dalam sebuah instruksi. Karakteristik CISC dapat dikatakan bertolak-belakang dengan RISC.

 

 

Contoh-contoh prosesor CISC adalah System/360, VAX, PDP-11, varian Motorola 68000 , dan CPu AMD dan Intel x86. Karakteristik CISC yg "sarat informasi" ini memberikan keuntungan di mana ukuran program-program yang dihasilkan akan menjadi relatif lebih kecil, dan penggunaan memory akan semakin berkurang. Karena CISC inilah biaya pembuatan komputer pada saat itu (tahun 1960) menjadi jauh lebih hemat.

 

 

Tujuan utama dari arsitektur CISC adalah melaksanakan suatu perintah cukup dengan beberapa baris bahasa mesin sedikit mungkin.

 

 

CISC mempunyai karakteristrik :

• Instruksi berukuran tunggal
• Ukuran yang umum adalah 4 byte.
• Jumlah mode pengalamatan data yang sedikit, biasanya kurang dari lima buah
• Tidak terdapat pengalamatan tak langsung
• Tidak terdapat operasi yang menggabungkan operasi load/store dengan operasi aritmetika (misalnya, penambahan dari memori, penambahan ke memori)

 

 

 

 

 

 

 

Reduce Instruction Set Computer

 

 

 

Pertama kali digagas oleh John Cocke, peneliti dari IBM di Yorktown, New York pada tahun 1974 saat ia membuktikan bahwa sekitar 20% instruksi pada sebuah prosesor ternyata menangani sekitar 80% dari keseluruhan kerjanya. Komputer pertama yang menggunakan konsep RISC ini adalah IBM PC/XT pada era 1980-an. Istilah RISC sendiri pertama kali dipopulerkan oleh David Patterson, pengajar pada University of California di Berkely.

 

RISC merupakan sebuah arsitektur komputer atau arsitektur komputasi modern dengan instruksi-instruksi dan jenis eksekusi yang paling sederhana. Arsitektur ini digunakan pada komputer dengan kinerja tinggi, seperti komputer vektor. Selain digunakan dalam komputer vektor, desain ini juga diimplementasikan pada prosesor komputer lain, seperti pada beberapa mikroprosesor Intel 960, Itanium (IA64) dari Intel Corporation, Alpha AXP dari DEC, R4x00 dari MIPS Corporation, PowerPC dan Arsitektur POWER dari International Business Machine.

 

Selain itu, RISC juga umum dipakai pada Advanced RISC Machine (ARM) dan StrongARM (termasuk di antaranya adalah Intel XScale), SPARC dan UltraSPARC dari Sun Microsystems, serta PA-RISC dari Hewlett-Packard.

 

 

RISC mempunyai karakteristik :

1. One cycle execution time : satu putaran eksekusi.
2. Prosessor RISC mempunyai CPI (clock per instruction) atau waktu per instruksi untuk setiap putaran. .
3. Pipelining adalah sebuah teknik yang memungkinkan dapat melakukan eksekusi secara simultan. Sehingga proses instruksi lebih efisien.
4. Large number of registers: Jumlah register yang sangat banyak.
5. RISC didesain dimaksudkan untuk dapat menampung jumlah register yang sangat banyak untuk mengantisipasi agar tidak terjadi interaksi yang berlebih dengan memory.
6. Rangkaian instruksi built-in pada processor yang terdiri dari perintah-perintah yang lebih ringkas dibandingkan dengan CISC.
7. RISC memiliki keunggulan dalam hal kecepatannya sehingga banyak digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang memerlukan kalkulasi secara intensif

 

 

Perbedaan CISC dan RISC

 

 

RISC :

• Penekanan pada perangkat lunak (software).
• Single-clock, hanya sejumlah kecil instruksi.
• Register ke register: “LOAD” dan “STORE” adalah instruksi - instruksi terpisah.
• Ukuran kode besar, kecepatan (relatif) tinggi
• Transistor banyak dipakai untuk register memori.

 

CISC :

• Penekanan pada perangkat keras (hardware).
• Memori-ke-memori: “LOAD” dan “STORE” saling bekerjasama..
• Termasuk instruksi kompleks multi-clock.
• Ukuran kode kecil, kecepatan rendah.
• Transistor digunakan untuk menyimpan instruksi-instruksi kompleks.

 

Sumber :

 

http://id.wikipedia.org/wiki/CISC

 

http://id.wikipedia.org/wiki/RISC



ARSITEKTUR X86 vs ARSITEKTUR ARM

ARSITEKTUR ARM

 

 

 

 

Arsitektur ARM merupakan arsitektur prosesor 32-bit RISC yang dikembangkan oleh ARM Limited. dikenal sebagai Advanced RISC Machine dimana sebelumnya dikenal sebagai Acorn RISC Machine. Desain yang sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah. Prosesor ARM mendominasi pasar mobile electronic dan embedded system dimana membutuhkan daya.

 

 

 

Didirikan pada 1990 dengan nama Advanced RISC Machines (ARM), sebuah perusahaan patungan antara Acorn Computers, Apple Computer (sekarang Apple Inc), dan VLSI Technology. Advanced RISC Machines kemudian berganti nama menjadi ARM Holdings ketika melantai di bursa saham tahun 1998.

 

 

Berkantor pusat di Cambridge, Inggris, ARM fokus pada penelitan dan pengembangan desain arsitektur prosesor.

 

 

arsitektur ARM dijadikan landasan bagi sebagian besar central processing unit (CPU) di kebanyakan perangkat mobile sekarang ini. ARM punya desain arsitektur Cortex seri M, R, A, hingga seri A50. Mereka juga memiliki desain arsitektur untuk graphics processing unit (GPU) bernama Mali.

 

ARM hanya menjual lisensi hak kekayaan intelektual atau hak paten desain prosesor kepada perusahaan pemanufaktur semikonduktor, seperti Qualcomm, Nvidia, Texas Instrument, STMicroelectronics, Renesas, Samsung hingga Apple. Bahkan, Intel dan AMD pun membeli lisensi desain ARM.

 

 

 

Menguasai pasar perangkat mobile

Menurut data internal ARM tahun 2010, arsitektur ARM menguasai 95 persen pangsa pasar arsitektur prosesor ponsel pintar, 35 persen televisi digital, dan alat set top boxes, serta 10 persen komputer mobile.

 

 

Irit daya jadi senjata

 
Karakteristik dari teknologi ARM adalah kemampuan konsumsi daya yang rendah, sehingga membuatnya sangat cocok digunakan di perangkat portabel.
 
Keunggulan ARM tyang ini elah membuat Intel seperti kebakaran jenggot. Bagaimana tidak, teknologi sedang bergeser ke arah mobile. Pangsa pasar komputer pribadi, termasuk laptop, sedang mengalami penurunan. Sementara pangsa pasar ponsel pintar dan tablet tumbuh sangat cepat.
 
 
 
Menjajaki pasar server
Bermodal teknologi irit daya, ARM mengekspansi bisnis ke pasar komputer server. Hal ini didasarkan atas pemikiran ARM dalam menyediakan arsitektur prosesor yang bisa menekan biaya untuk energi.
 
ARM kemudian mengumumkan lisensi prosesor kemampuan 64-bit dari keluarga Cortex-A57 pada Oktober 2012. Samsung telah membeli lisensi desain ARM 64-bit untuk dirilis pada 2014. Di tahun yang sama, AMD pun hendak membuat cip Opteron berarsitektur ARM.
 
 
 
Arsitektur untuk Dunia Digital
 
ARM Holdings kini dipimpin oleh Warren East sebagai CEO. Setelah dipercaya menduduki posisi tertinggi di ARM selama 12 tahun, East akan pensiun per tanggal 1 Juli  2013. Ia diganti oleh Simon Segars, yang sebelumnya menjabat sebagai Presiden ARM Holdings.

 

 

 

 

ARSITEKTUR X86

 

 

 

 



X86 atau 80X86 adalah nama umum dari arsitektur mikroprosesor yang pertama kali dikembangkan dan diproduksi oleh Intel. Arsitektur x86 saat ini mendominasi komputer desktop, komputer portabel, dan pasar server sederhana.

Arsitektur ini dikenal dengan nama x86 karena prosesor-prosesor awal dari keluarga arsitektur ini memiliki nomor model yang diakhiri dengan urutan angka "86": prosesor 8086, 80186, 80286, 386, dan 486. Karena nomor tidak bisa dijadikan merek dagang, Intel akhirnya menggunakan kata Pentium untuk merek dagang processor generasi kelima mereka.


Arsitektur x86 adalah rancangan Set Instruksi Komputer Kompleks (Complex Instruction Set Computer) dengan panjang instruksi yang bervariasi. Word disimpan dengan urutan endian-kecil

Mikroprosesor x86 dapat bekerja dalam beberapa modus berikut :

1. Real-mode (Modus Real)
2. Protected Mode (Modus terproteksi)
3. Virtual Protected Mode (Modus Terproteksi Virtual)
4. Compatibility Mode
5. Long Mode/IA32e Full Mode

Real-Mode

Real-Mode adalah sebuah modus di mana prosesor Intel x86 berjalan seolah-olah dirinya adalah sebuah prosesor Intel 8086 atau Intel 8088, meski ia merupakan prosesor Intel 80286 atau lebih tinggi. Karenanya, modus ini juga disebut sebagai modus 8086 (8086 Mode).


Protected Mode

sebuah modus di mana terdapat proteksi ruang alamat memori yang ditawarkan oleh mikroprosesor untuk digunakan oleh sistem operasi.


Virtual Protected Mode

kadang disebut sebagai Virtual Real Mode. Dalam modus ini, sebuah prosesor Intel x86 berjalan dalam modus terproteksi tetapi mengizinkan aplikasi-aplikasi 16-bit real-mode agar dapat dijalankan di atas sistem operasi.

• IA32e/AMD64/x64/x86-64 Compatibility Mode
• IA32e/x86-64/AMD64/x64/EM64T Long Mode

Sumber :

http://tekno.kompas.com/read/2013/03/20/14413846/mengenal.arm.sang.penguasa.prosesor.mobile

http://id.wikipedia.org/wiki/X86